KLIBB - Herausforderung Klimawandel

Auswirkungen des Klimawandels auf Biotope Baden-Württembergs 67
Die Klimaprojektionen mit höherer Lufttemperatur und Evapotranspiration sowie der saisonalen
Verlagerung der Niederschläge in den Winter lassen tendenziell trockenere Bedingungen in den
Sommermonaten, sowie zeitweise auch im Herbst und Frühling erwarten. Für die Wintermonate
sind einschneidende Änderungen eher unwahrscheinlich, da bereits heute Wasserüberschuss
herrscht und in dieser Zeit die größten Abflussmengen registriert werden. Die Zunahme der
Verdunstung bei gleichzeitig höheren Niederschlagsmengen wird hieran kaum etwas ändern.
Außerdem nimmt der Bodenwasserhaushalt der Wintermonate naturgemäß weniger Einfluss auf
die Entwicklung der Pflanzen als während der Vegetationszeit. Hinweise auf zeitweiliges Stauwasser
wurden in den Bodenprofilen nicht gefunden, mehr Bodenwasser im Winter dürfte damit
wohl keine Auswirkungen auf die Sauerstoffversorgung haben. Die folgenden Ausführungen
konzentrieren sich daher auf die rezente und zukünftige Dauer sommerlicher Trockenheit sowie
auf Phasen der Austrocknung und Wiederaufsättigung des Bodens im Frühjahr und Herbst.
Nach GIGON (1968, S. 69) wirkt sich in Halbtrockenrasen der Bodenwasserfaktor während
Trockenperioden „am stärksten und am entscheidendsten“ aus.
Von einer Trockenperiode wird in Waldökosystemen gesprochen, wenn das real nutzbare Wasserangebot
im Wurzelraum während der Vegetationszeit die Grenze von 50 % der nutzbaren
Feldkapazität so unterschreitet, dass im konkreten Bestand über mehr als 20 Tage Dauer die
Wasseraufnahme eingeschränkt ist (AKS 1996, S. 120). Diese Grenze ist auch für Grünlandpflanzen
von Bedeutung. So gibt GIGON (1968) an, das Wasser bis zu einer Saugspannung von
weniger als 1 at (= pF 3,0) von Pflanzen „leicht“ und bei höheren Saugspannungen nur „langsam“
verfügbar sei, so dass die Transpiration eingeschränkt werden müsse und sich das Wachstum
reduziere. Der Wert pF3 markiert die Hälfte der nutzbaren Feldkapazität (pF 1,8 bis pF 4,2).
Die folgenden Abbildungen sind nach einem einheitlichen Schema aufgebaut und enthalten die
wichtigsten Eckdaten des Wasserhaushalts: Schwarze (Sz0) und rote (Sz1) Ganglinien geben den
modellierten Bodenwassergehalt auf Basis von Tageswerten wieder. Die farbig unterlegte Fläche
markiert den Bereich unterhalb von 50 % der nutzbaren Feldkapazität (nFk) und die Abszisse
den Permanenten Welkepunkt (PWP). Als Trockenphasen werden nachfolgend Zeiten bezeichnet,
in denen der Bodenwassergehalt die 50 %-nFk-Marke unterschreitet. Von Dürrephasen ist
die Rede, wenn der Permanente Welkepunkt erreicht oder unterschritten wird und somit eigentlich
kein pflanzenverfügbares Bodenwasser mehr vorhanden ist.
„Eigentlich“ bedeutet, dass der Permanente Welkepunkt (PWP) keine naturgesetzlich feste
Größe ist, sondern konventionell auf ein Potential von -1,5 MPa (-15.000 hPa = pF 4,2) festgelegt
wurde 8 . In der Realität ist diese Grenze vor allem von der Physiologie der Pflanzen abhängig.
Grundsätzlich können an aride Standorte adaptierte Arten weit höhere Saugspannungen entwickeln
und auch in ihrem Xylemsystem ertragen (BREDA et al. 2006). Die klassische Definition
des PWP stammt aus der Agrarwissenschaft und gilt überwiegend für Nutzpflanzen humider
Regionen. Für Waldbäume sind eher -3 MPa anzunehmen, für Arten sonniger Standorte -4 MPa
und Pflanzen arider Gebiete (Xerophyten) sind zwar durchaus in der Lage -6 MPa und mehr an
Wurzelsaugspannung aufzubringen (LARCHER 1984), allerdings ist fraglich, ob der Boden in
diesem Sättigungszustand nennenswerte Wassermengen überhaupt nachliefert. In Wasserhaushaltsmodellen
ist pF 4,2 als Grenze für den Entzug des gebundenen Wassers festgelegt. Diese
8 Das Gleiche gilt auch für die Feldkapazität, die in Deutschland konventionell auf -60 hPa (pF 1,8) festgesetzt
wurde, in den USA beispielsweise aber bei -300 hPa (pF 2,4) definiert ist.